漳州某建筑工程深基坑監(jiān)測技術(shù)分析

林恒雨

摘 要：深基坑開挖期間容易產(chǎn)生土體變形，需要適時進(jìn)行監(jiān)測。本文結(jié)合漳州市測繪地理信息中心建設(shè)工程項(xiàng)目，對基坑坡頂、周邊建筑等進(jìn)行監(jiān)測，分析了基坑監(jiān)測頻率、基坑監(jiān)測控制標(biāo)準(zhǔn)和險情預(yù)報。

關(guān)鍵詞：深基坑;位移;監(jiān)測

中圖分類號：TU753 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）35-0104-03

Analysis of Deep Foundation Pit Monitoring Technology for

a Construction Project in Zhangzhou

LIN Hengyu

（Zhangzhou Design Research Institute of Surveying and Mapping，Zhangzhou Fujian 363000）

Abstract： Soil deformation is prone to occur during the excavation of deep foundation pits， and monitoring is needed at an appropriate time. Based on the construction project of Zhangzhou Surveying and Mapping Geographic Information Center， this paper monitored the pit slope and surrounding buildings， analyzed the pit monitoring frequency， the pit monitoring control standard and the danger forecast.

Keywords： deep foundation pit;displacement;monitoring

漳州市測繪地理信息中心建設(shè)工程由漳州市測繪設(shè)計研究院組織建設(shè)，其主要從事城市測繪設(shè)計、科研、開發(fā)和應(yīng)用等基礎(chǔ)工作。項(xiàng)目位于漳州市龍文區(qū)龍溪南路西側(cè)，占地面積約為1 300m3。該工程由地上六層辦公建筑和地下二層車庫組成。工程范圍內(nèi)無架空線路布設(shè)，場地北側(cè)、西側(cè)有天然氣管線通過。基坑支護(hù)采用內(nèi)支撐支護(hù)形式，開挖深度約為7.390～9.060m。

1 基坑監(jiān)測項(xiàng)目及方法

基坑監(jiān)測的目的在于實(shí)時記錄現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并將監(jiān)測記錄與設(shè)計單位提供的設(shè)計值進(jìn)行對比分析[1]。當(dāng)監(jiān)測記錄的數(shù)值大于設(shè)計值且超出規(guī)范時，監(jiān)理單位應(yīng)及時反饋并采取措施，避免支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞以及其他事故。其間要以施工過程中的實(shí)時監(jiān)測記錄為基礎(chǔ)，指導(dǎo)現(xiàn)場施工，實(shí)現(xiàn)信息化施工。

1.1 監(jiān)測項(xiàng)目

基坑監(jiān)測項(xiàng)目主要依據(jù)基礎(chǔ)工程的各種特點(diǎn)確定[2]。在進(jìn)行基坑設(shè)計時，本工程綜合考慮了基坑施工現(xiàn)場的環(huán)境、支護(hù)形式、支護(hù)工藝等因素，確定了7個監(jiān)測項(xiàng)目，如表1所示。

表1 基坑工程監(jiān)測項(xiàng)目

[序號 監(jiān)測項(xiàng)目 點(diǎn)數(shù) 備注 1 基坑坡頂水平位移 10 — 2 基坑坡頂豎向位移 10 — 3 深層水平位移（測斜） 7 — 4 地下水位 2 — 5 周邊建（構(gòu)）筑物豎向位移 18 含周邊地表沉降點(diǎn)5個 6 周邊建（構(gòu)）筑物水平位移 8 — 7 支撐內(nèi)力 6 — ]

1.2 基坑監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)及觀測方法

監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)密度和位置主要由現(xiàn)場施工環(huán)境、基坑設(shè)計等級和基坑現(xiàn)場條件等確定，當(dāng)然，布設(shè)點(diǎn)需要征求建設(shè)單位同意。最終所確定的監(jiān)測點(diǎn)必須能準(zhǔn)確反映基坑現(xiàn)場的實(shí)時情況，能預(yù)測未來的演變趨勢，達(dá)到設(shè)計要求，實(shí)現(xiàn)信息化施工。

1.2.1 監(jiān)測基準(zhǔn)點(diǎn)。監(jiān)測基準(zhǔn)點(diǎn)需要布設(shè)在基坑范圍外50m左右或者基坑開挖深度3倍以外不再受施工影響的區(qū)域，該基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)位置必須無遮擋物，視線良好。本工程高程基準(zhǔn)點(diǎn)共布設(shè)4個，標(biāo)號為H1～H4;平面監(jiān)測基準(zhǔn)點(diǎn)4個，標(biāo)號為D001～D004。

各監(jiān)測點(diǎn)在布設(shè)完成后進(jìn)行初始數(shù)據(jù)的觀測，高程監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)采用DNA03儀器進(jìn)行觀測（依據(jù)國家二級水準(zhǔn)測量標(biāo)準(zhǔn)），平面監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)采用中海達(dá)GPS靜態(tài)觀測。

1.2.2 基坑坡頂及周邊地表位移監(jiān)測。具體包括基坑坡頂水平位移監(jiān)測、基坑坡頂豎向位移監(jiān)測、周邊建（構(gòu)）筑物（地表）沉降及水平位移監(jiān)測、基坑周邊土體深層水平位移觀測（測斜）。

1.2.2.1 基坑坡頂水平位移監(jiān)測（10個）。一是測點(diǎn)布置，基坑頂土體水平位移監(jiān)測點(diǎn)共布設(shè)10個，編號為S1～S10。二是測點(diǎn)埋設(shè)，在基坑頂確定布點(diǎn)的位置用沖擊鉆沖擊成圓柱孔，并將水平位移監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)其中。監(jiān)測點(diǎn)材質(zhì)為鋼材，同時標(biāo)記監(jiān)測點(diǎn)號。三是量測原理及計算，基坑坡頂水平位移監(jiān)測采用極坐標(biāo)法。本研究以項(xiàng)目所在地的漳州坐標(biāo)系為平面的基本坐標(biāo)系，利用基坑周邊的2個E級控制點(diǎn)平面坐標(biāo)，布設(shè)平面控制網(wǎng)后測量距離與方位角，求出各點(diǎn)位的坐標(biāo)。四是測量儀器及精度，采用徠卡TS02型全站儀。精度：測角精度為2″，測距精度為2mm+2D×10-6（D為實(shí)測距離，單位為km），最小讀數(shù)至1mm。設(shè)計控制值為30mm。

1.2.2.2 基坑坡頂豎向位移監(jiān)測（10個）。一是測點(diǎn)布置，基坑頂土體水平位移監(jiān)測點(diǎn)兼做坡頂豎向位移監(jiān)測，共計10個，編號為J1～J10。二是測點(diǎn)埋設(shè)，與基坑坡頂水平位移監(jiān)測監(jiān)測點(diǎn)一致，標(biāo)記監(jiān)測點(diǎn)號采用豎向位移點(diǎn)號。三是量測原理及計算，基坑坡頂豎向位移監(jiān)測采用國家四等水準(zhǔn)測量法。高程坐標(biāo)系采用1985國家高程坐標(biāo)系，利用基坑周邊的2個高程點(diǎn)布設(shè)高程控制網(wǎng)，然后采用國家四等水準(zhǔn)測量法測量后求得各監(jiān)測點(diǎn)的高程。四是測量儀器及精度，采用徠卡DNA03型電子水準(zhǔn)儀與銦鋼水準(zhǔn)尺，其精度要求如下：DNA03型電子水準(zhǔn)儀每千米往返測高程精度為0.3mm，最小讀數(shù)為0.01mm。

1.2.2.3 周邊建（構(gòu)）筑物（地表）沉降及水平位移監(jiān)測。一是測點(diǎn)布置，周邊建（構(gòu)）筑物沉降監(jiān)測點(diǎn)共布設(shè)18個，編號為J11～J25、LJ1～LJ3;因聯(lián)豐浩苑建筑物地下未找到預(yù)留沉降點(diǎn)，且因現(xiàn)場實(shí)地條件限制，無法布設(shè)沉降觀測點(diǎn)，故采用S16～S18兼做沉降觀測點(diǎn)，編號為J23～J25，用三角高程觀測方法測定沉降值，同時，在聯(lián)豐浩苑南側(cè)地表布設(shè)三個沉降觀測點(diǎn)LJ1～LJ3監(jiān)測基坑北面沉降量，彌補(bǔ)因三角高程測量可能導(dǎo)致的沉降量不確定性因素造成的誤差。水平位移監(jiān)測點(diǎn)共布設(shè)約8個，編號為S11～S18。二是測點(diǎn)埋設(shè)，在確定布點(diǎn)的位置用沖擊鉆成孔，安裝沉降監(jiān)測點(diǎn)（或采用建筑物已有沉降點(diǎn)），水平位移監(jiān)測點(diǎn)采用萊卡反射片貼在確定布點(diǎn)的建筑物面上。沉降監(jiān)測點(diǎn)采用統(tǒng)一規(guī)格的鋼質(zhì)監(jiān)測點(diǎn)。三是量測原理及計算，采用基坑坡頂水平位移監(jiān)測和基坑坡頂豎向位移監(jiān)測量測原理及計算方法。

1.2.2.4 基坑周邊土體深層水平位移觀測（測斜）（10個）。一是測點(diǎn)布置，在布置基坑周邊土體深層水平位移觀測點(diǎn)時，要以設(shè)計單位提供的設(shè)計要求為依據(jù)，結(jié)合基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)平面布置圖和現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行布設(shè)。二是測點(diǎn)埋設(shè)，測斜管埋設(shè)深度約為12m，測斜管的上下管間應(yīng)對接良好，無縫隙，接頭牢固固定，密封，測斜管安放就位后調(diào)正方向，使管內(nèi)的一對測槽垂直于測量面（即平行于位移方向），調(diào)正方向后蓋上頂蓋，保持測斜管內(nèi)部的干凈、通暢和平直。做好清晰的標(biāo)示和可靠的保護(hù)措施。總計埋設(shè)10個點(diǎn)，測點(diǎn)編號為X1～X10。三是工作原理，測斜觀測實(shí)際上是測量不同深度的相對位移量，因此必須在開挖之前首先測定初始值，進(jìn)行兩次以上的觀測，每次與前一次比較，待數(shù)值穩(wěn)定后可作為初測值。測斜資料的計算及整理過程需要結(jié)合計算機(jī)完成，利用配套的軟件完成計算機(jī)與記錄器之間的通信及數(shù)據(jù)入庫管理。四是測量儀器及精度，采用CX-系列智能數(shù)字測斜儀，分辨率為±0.001mm/500mm，探頭精度為±1mm/25m，角度測量范圍為0°～±15°。

1.2.3 地下水位監(jiān)測。一是測點(diǎn)布置，一般每隔20～30m水平距離布置一個水位管（基本保證每一個施工段一個水位管）。和出入口基坑底深度一致，地下水位監(jiān)測點(diǎn)根據(jù)基坑支護(hù)設(shè)計要求進(jìn)行布設(shè)，共計4個，編號為SW1～SW4。二是測點(diǎn)埋設(shè)，地下水位監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)根據(jù)設(shè)計單位提供的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)平面布置圖和現(xiàn)場具體情況確定。水位管居上，透水部位居其下部，兩者的埋設(shè)深度均由地勘單位提供的地勘資料和工程實(shí)際情況綜合決定。一般水位管的材質(zhì)為PVC管，在埋設(shè)水位管時，先用鉆孔機(jī)打孔，當(dāng)鉆孔機(jī)打孔至滿足水位管的埋深要求時，謹(jǐn)慎將PVC水位管插入鉆孔內(nèi)，完成后，用黃砂進(jìn)行回填處理，回填深度以超過透水頭1m為原則，最后用膨潤泥封孔，封孔高度達(dá)到孔口位置即可。三是工作原理，本工程的地下水位監(jiān)測采用傳統(tǒng)的電測水位儀，監(jiān)測時將電測水位儀的前端探頭沿水位管的位置向下試探，當(dāng)探頭遇水時，電測水位儀的上端接收儀會做出相應(yīng)的反應(yīng)，此時根據(jù)測量探頭下探的深度來確定地下水位的位置深度。四是測量儀器及精度，采用SWJ-8090型鋼尺水位計，最小讀數(shù)為1mm，重復(fù)性誤差為±2mm。

1.2.4 支撐應(yīng)力監(jiān)測。一是測點(diǎn)埋設(shè)，依據(jù)監(jiān)測平面布置圖，支撐結(jié)構(gòu)施工時，在鋼筋綁扎完成后，應(yīng)力計安裝在指定被測監(jiān)測截面上，在監(jiān)測截面上下主鋼筋上分別布設(shè)一個應(yīng)力計，得到應(yīng)力值。按照相關(guān)規(guī)范，應(yīng)力計需要安裝在主筋上，綁扎鋼筋時需要切斷主筋，預(yù)留應(yīng)力計位置。應(yīng)力計與兩側(cè)主筋的連接方式則采用電弧焊焊接。應(yīng)力計安裝完畢后，在澆筑混凝土之前，須進(jìn)行應(yīng)力計的數(shù)據(jù)采集，因現(xiàn)場施工環(huán)境復(fù)雜，對應(yīng)力計應(yīng)加以保護(hù)，并實(shí)時更換損壞的應(yīng)力計，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)采集錯落的情況。總計埋設(shè)6個，編號為Y1～Y6。二是工作原理，基坑開挖中受周圍土壓力、立柱位移引起的應(yīng)力及其他荷載的作用，支撐體系應(yīng)力會受到影響。人們可以通過埋設(shè)在混凝土主筋上鋼筋測力計的應(yīng)力及鋼支撐頂部應(yīng)力計的測量讀數(shù)變化，監(jiān)測鋼筋的應(yīng)力變化。三是量測原理及計算，采用振弦式鋼筋應(yīng)力計，直接測讀鋼筋應(yīng)力，換算得出軸力。四是測量儀器及精度，采用GXR-1010型振弦式鋼筋應(yīng)力計，量程為100MPa（抗壓強(qiáng)度），200MPa（抗拉強(qiáng)度），規(guī)格暫取[Φ]24mm，分辨率為0.05%F·S。采用BP-32型頻率讀數(shù)儀，分辨率為±0.1Hz。

1.3 基坑監(jiān)測頻率

按照工程進(jìn)度的安排，基坑監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)必須在基坑開挖前完成，同時應(yīng)進(jìn)行初始觀測并記錄。本工程的監(jiān)測項(xiàng)目及監(jiān)測頻率如表2所示。

表2 各監(jiān)測項(xiàng)目及監(jiān)測頻率

基坑監(jiān)測工作開始于基坑工程，結(jié)束于地下工程，對于特殊要求，根據(jù)需要，延長觀察周期，直至變形趨于穩(wěn)定方可結(jié)束。

表2中的監(jiān)測頻率貫穿于基坑施工的全過程，可根據(jù)相關(guān)設(shè)計要求和現(xiàn)場監(jiān)測點(diǎn)的實(shí)時反應(yīng)靈活地增減頻率。當(dāng)結(jié)構(gòu)施工至正負(fù)零時，減緩監(jiān)測頻率，一周內(nèi)視情況結(jié)束觀測。

2 基坑控制標(biāo)準(zhǔn)及預(yù)報

根據(jù)相關(guān)設(shè)計規(guī)范及本工程中的基坑特點(diǎn)，本研究確定了12個預(yù)警監(jiān)測項(xiàng)目，當(dāng)任意一種監(jiān)測項(xiàng)目超標(biāo)時即發(fā)生預(yù)警，相關(guān)控制標(biāo)準(zhǔn)如表3所示。

3 結(jié)論

很多建筑在基坑施工過程中都會產(chǎn)生基坑變形，因此基坑監(jiān)測顯得尤為重要。通過開展基坑監(jiān)測，人們能及時應(yīng)對突發(fā)狀況，避免嚴(yán)重的安全事故。本項(xiàng)目基坑施工期間，基坑內(nèi)土體的開挖、坑內(nèi)降水等行為會造成基坑內(nèi)外水、土壓力的水平移動，引發(fā)周邊土體下沉和周邊環(huán)境變形等現(xiàn)象。在本工程的基坑監(jiān)測過程中，極個別檢測點(diǎn)因?yàn)槭┕さ仍虺鼍渲档默F(xiàn)象偶有發(fā)生，但依據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，屬正?，F(xiàn)象，支護(hù)結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，未發(fā)生重大險情事故，因此信息化施工監(jiān)測在本項(xiàng)目基坑施工中取得了一定效果。

參考文獻(xiàn)：

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